KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista.

Transkriptio

1 KEMIA Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista.

2 Kemian työturvallisuudesta -Kemian tunneilla tutustutaan aineiden ominaisuuksiin Jotkin aineet syttyvät palamaan reagoidessaan ilman vesihöyryn kanssa (esim. natrium) Jotkin aineet höyrystyvät voimakkaasti (esim. bensiini)

3 työturvallisuus Jotta voitaisiin tutkia aineita turvallisesti, on laboratorioluokassa työskentelylle laadittu selkeät ohjeet. TÄRKEIN OHJE: MALTTI ON VALTTIA!

4 Työturvallisuus: Laboratoriossa on työskenneltävä rauhallisesti. Vaaratilanteiden sattuessa on osattava toimia HETI! Happoja ja emäksiä ym. on käsiteltävä OHJEIDEN MUKAAN!

5 Työturvallisuus: Esim. natriumin palamista ei pidä sammuttaa vedellä. Se syttyy vedessä! Rasvapaloa ei myöskään voi sammuttaa vedellä! On käytettävä sammutuspeitettä ja/tai sammuttajaa.

6 Varoitusmerkkejä:

7

8 Työturvallisuus: Laboratoriossa ei syödä ei juoda mitään! Käytetään työtakkeja. Käytetään suojakäsineitä ja suojalaseja.

9 Työturvallisuus:

10

11 Puhdas aine Kaikki aineet koostuvat rakenneosista. Aineen olomuodon muutoksessa sen rakenneosat pysyvät samanlaisina. Kemiallisesti puhdas aine sisältää kauttaaltaan vain samoja rakenneosia. Puhtaita aineita on sellaisenaan vaikea löytää luonnosta (esim vesi ei juuri koskaan ole täysin vapaa muista aineista, kuten maaperän suoloista jne.)

12 Seokset Seoksiksi sanotaan aineita, joissa aineiden rakenneosat ovat sekoittuneet keskenään. Esimerkkinä seoksista maito, joka sisältää maitosokeria, vettä, valkuaisaineita, rasvaa, kalsiumia, laktoosia jne. Lähes kaikki aineet ovat kahden tai useamman aineen seoksia.

13 Liuos Liuottimeksi sanotaan ainetta ympäröivää nestettä, johon aine on liuennut. Jos liuotettavan ja liuottime rakenneosat ovat samankaltaisia, aine liukenee kyseiseen liuokseen ja syntyy LIUOS. Liuos on kylläinen kun siihen ei enää liukene enempää liukenevaa ainetta.

14 AINE KOOSTUU ATOMEISTA Kaikki aine koostuu hiukkasista, joita kutsutaan atomeiksi. Edes atomi ei ole aineen pienin osanen vaikka antiikin aikana syntynyt ajatus niin olettikin.

15 ATOMIKÄSITYS Kreikkalainen filosofi Demokritos n. 400 ekr., ajatus aineen pienimmistä osasista, atomi=jakamaton. Kemiassa atomin käsitteen otti käyttöön John Dalton 1800 luvun alussa.

16 ATOMIKÄSITYS 1800-luvulla alettiin vähitellen tulla päätelmään, että atomi voi saada sähkövarauksen eli ionisoitua, mikä antoi aihetta olettaa, että on olemassa atomiakin pienempiä sähköisesti varattuja hiukkasia. Niels Bohr, 1913: elektronit kiertävät atomin ydintä tietyillä pysyvillä radoilla. Bohrin mallissa elektronit säteilevät vain siirtyessään radalta toiselle luovuttamalla tai kaappaamalla fotonin.

17 BOHRIN ATOMIMALLI

18

19 BOHRIN ATOMIMALLI, HELIUM

20 ATOMIN PERUSOSAT -Atomi koostuu ytimestä ja sitä ympäröivistä elektroneista. -Elektronit kiertävät ydintä. -Ydin koostuu protoneista ja neutroneista.

21 ATOMIN PERUSOSAT -Atomi on ulospäin sähköisesti neutraali. -Protoni on positiivisesti varattu, elektroni negatiivisesti. Neutroni on neutraali. -Elektronien ja protonien lukumäärä on sama.

22 Atomin koko -Vetyatomeja mahtuu millimetrin matkalle jonoon n Niiden halkaisija on luokkaa 10-7 mm. -Protonin massa on 2000 kertaa elektronin massa. - Atomin halkaisija on noin kertaa ytimen halkaisija.

23 ALKUAINEET Alkuaine määritellään aineeksi, jonka atomien ytimissä on tietty määrä protoneja. Alkuaineet ovat myös aineita, joita ei pystytä kemiallisesti hajottamaan.

24 Alkuaineita ei siis voida jakaa tai muuttaa toiseksi aineeksi kemiallisessa prosessissa (fysikaalisissa kylläkin...) Alkuaineet koostuvat atomeista, joiden ytimissä on protoneja, joita kiertää yhtäläinen määrä elektroneja. Protonien lukumäärä määrää alkuaineen järjestysluvun

25 ALKUAINEITA ON YLI 100 Virallisesti varmennettuja alkuaineita tunnetaan nykyään 118 erilaista, joista 94 esiintyy luonnossa ja loput on valmistettu keinotekoisesti ydinreaktioiden avulla.

26 ATOMIN YDIN Ytimessä voi olla vaihteleva määrä neutroneja. Tällaisia saman alkuaineen erilaisia ytimiä kutsutaan alkuaineen isotoopeiksi.

27

28 ALKUAINEIDEN JAKSOLLINEN JÄRJESTELMÄ

29 ALKUAINEIDEN NIMET (KEMIALLISET MERKIT) Alkuaineilla on eri kielissä erilaiset nimet, jotka kuitenkin usein ovat samaa alkuperää, kuten latinasta peräisin. Alkuaineilla on myös yksi- tai kaksikirjaimiset tunnukset (esim. H = vety, He = helium, Li = litium jne.), jotka ovat samat kielestä riippumatta ja hyvin yleisessä käytössä kemiassa.

30 JAKSOLLINEN JÄRJESTELMÄ Jaksollisen järjestelmän pystyrivejä kutsutaan ryhmiksi. Saman ryhmän alkuaineilla on samantapainen uloimman elektronikuoren rakenne, joten niiden ominaisuudet muistuttavat toisiaan. Esimerkiksi jalokaasut eivät juurikaan muodosta yhdisteitä, kun taas alkalimetallit reagoivat helposti ja muodostavat samantapaisia yhdisteitä.

31

32 Yleisien alkuaineiden kemiallisia merkkejä

33 KEMIALLINEN REAKTIO Kemiallinen reaktio: prosessi, jossa aineet muuttuvat toisiksi aineiksi

34 KEMIALLISESSA REAKTIOSSA atomien ja molekyylien elektronijakaumat muuttuvat, ja yleensä sidoksia syntyy tai katkeaa. Reaktiossa atomi voi muuttua ioniksi, molekyylit voivat yhdistyä tai hajota tai molekyylien atomit voivat järjestyä uudestaan.

35 KEMIALLINEN SIDOS elektronien muodostama, kemiallista yhdistettä koossa pitävä voima. Sidoksia on useita eri tyyppejä, mutta ne kaikki perustuvat atomiydinten ja elektronien välisiin voimiin.

36 KEMIALLINEN SIDOS Kemiallinen sidos liittää yhdisteen rakenneosia yhteen. Yhdisteessä on vähintään kahta eri alkuainetta.

37 REAKTIOYHTÄLÖ Reaktioyhtälö kertoo, mitkä aineet reaktiossa reagoivat ja mitä muodostuu tuotteina.

38